專利名稱：電子式超高壓壓力繼電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液壓系統(tǒng)的常用元件——壓力繼電器，特別適用于壓力高于63Mpa的超高壓液壓系統(tǒng)。
常見的壓力繼電器有四種，即(1)柱塞式，(2)彈簧式，(3)膜片式，(4)波紋管式。它們都是基于油液壓力升高，引起一彈性部件變形(或運(yùn)動(dòng)部件位移)，推動(dòng)微動(dòng)開關(guān)，發(fā)出電信號(hào)，來改變?cè)瓉磉B接的電氣線路的通斷狀況。(3)、(4)兩種僅適用于低壓系統(tǒng)；(1)、(2)兩種壓力繼電器雖然可以用于超高壓系統(tǒng)中，但由于機(jī)械結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)多，彈性元件剛度大，因而不能滿足系統(tǒng)對(duì)靈敏度、壓力分辨率的要求，且其壓力靈敏度無法調(diào)節(jié)，難于滿足系統(tǒng)的要求。
本實(shí)用新型的目的就是提供這樣一種壓力繼電器既適用于高、中、低壓液壓系統(tǒng)，又適用于壓力高于63Mpa的超高壓液壓系統(tǒng)。它能有效地滿足系統(tǒng)對(duì)響應(yīng)性、靈敏度等的要求。
本實(shí)用新型的任務(wù)是以如下方式完成的它由交流型(直流型)主電路，壓力設(shè)定及靈敏度設(shè)定電路，交流型(直流型)電源電路連結(jié)組成。交流電源電路與交流主電路相接，它是將外部提供的220V交流電轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合于交流主電路使用的電壓和電流。直流電源電路與直流主電路相接，它是將外部提供的24V直流直轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合于直流主電路使用的電壓和電流。壓力設(shè)定和靈敏度設(shè)定電路由兩個(gè)接頭與主電路的兩個(gè)外接接頭相接，其中一個(gè)接頭是用來設(shè)定一個(gè)壓力高低不同的信號(hào)，改變壓力繼電器的動(dòng)作壓力。另一個(gè)接頭是用來設(shè)定一個(gè)靈敏度不同的信號(hào)，使繼電器適應(yīng)系統(tǒng)不同靈敏度要求，主電路是把液壓系統(tǒng)的壓力信號(hào)經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)后，再經(jīng)由差動(dòng)放大、濾波，遲滯比較直到功率驅(qū)動(dòng)，完成系統(tǒng)對(duì)壓力繼電器所要求功能。
它與現(xiàn)有的壓力繼電器相比，具有以下特點(diǎn)1.在整個(gè)壓力設(shè)定值范圍內(nèi)，靈敏度可以用電位器方便地調(diào)節(jié)，在一個(gè)實(shí)施例中，靈敏度可以在任何一個(gè)壓力設(shè)定值的0.5％到10％間任意調(diào)節(jié)，還可以有更大的范圍，這是其它壓力繼電器難與比擬的。
2.壓力設(shè)定值的調(diào)節(jié)范圍很寬，其限制僅僅取決于傳感器的調(diào)壓范圍，在一個(gè)實(shí)施例中，壓力可以由5Mpa到100MPa間任意設(shè)定，比常用壓力繼電器寬得多。
3.壓力設(shè)定值和靈敏度設(shè)定值的調(diào)節(jié)是相互獨(dú)立的，可以適應(yīng)液壓系統(tǒng)各種不同目的動(dòng)作對(duì)壓力靈敏度的要求，而常用壓力繼電器兩者是相互關(guān)聯(lián)的，而某一壓力設(shè)定值，其壓力靈敏度是固定不可調(diào)的，故適應(yīng)性差。
4.無動(dòng)運(yùn)部件，無機(jī)械摩擦與損失，無油液泄漏、壽命長(zhǎng)。
5.響應(yīng)快，對(duì)一實(shí)施例，當(dāng)系統(tǒng)壓力改變時(shí)，僅在3毫秒內(nèi)即可發(fā)出反應(yīng)信號(hào)。
6.重復(fù)精度和線性度不低于常用壓力繼電器。
7.結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便。
8.可直接帶較大負(fù)載，在實(shí)施例中，可帶交流200W，直流72W負(fù)載，而且還可以擴(kuò)大。
以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1是本實(shí)用新型的直流電源電路圖。
圖2是本實(shí)用新型的交流電源電路圖。
圖3是本實(shí)用新型的壓力設(shè)定和靈敏度設(shè)定電路圖。
圖4是本實(shí)用新型的交流主電路圖。
圖5是本實(shí)用新型的直流電源電路圖。
參照?qǐng)D3、圖4，交流主電路和直流主電路都由以下幾部分組成(1)傳感器部分，(2)差動(dòng)放大部分，(3)濾波部分，(4)遲滯比較部分，(5)功率驅(qū)動(dòng)部分。
傳感器部分是由四個(gè)相同阻值的應(yīng)變片R組成全橋，其兩端輸出差動(dòng)電壓，送入差動(dòng)放大部分(2)。
差動(dòng)放大部分由運(yùn)放器A1、A2、A3和電阻R1～R7組成，該電路有很高的輸入阻抗，仔細(xì)調(diào)整R4＝R5，R6＝R7，可以有較大的共模抑制比和適當(dāng)電壓增益，由傳感器來的差動(dòng)信號(hào)經(jīng)此部分電路放大后，經(jīng)R8和C1組成的濾波部分，送入遲滯比較部分。
遲滯比較部分由放大器A5，A6，和R9～R14和R－S鎖存器組成，與設(shè)定壓力和靈敏度電路對(duì)應(yīng)的兩個(gè)比較電壓EJ1和EJ2分別饋入A5的正相輸入端和A6的反相輸入端，A5和A6的輸出端分別與R－S鎖存器的R端與S端相聯(lián)，它們可以完成下述功能Usr為前級(jí)輸出信號(hào)，它是實(shí)用液壓系統(tǒng)的壓力信號(hào)經(jīng)傳感器、差動(dòng)放大、濾波轉(zhuǎn)變而來的電信號(hào)，EJ1、EJ2分別是來自圖3的一個(gè)壓力設(shè)定信號(hào)和靈敏度設(shè)定信號(hào)。當(dāng)前級(jí)將來的輸入電壓Usr＞EJ1時(shí)，輸出高電平(或低電平)，當(dāng)Usr＜EJ2時(shí)，輸出低電平(或高電平)，而EJ1＜Usr＜EJ2時(shí)，輸出保持原有狀態(tài)，即原先是高電平時(shí)，現(xiàn)在仍是高電平，原先是低電平時(shí)，現(xiàn)在仍是低電平，這恰好是典型的繼電器輸入——輸出特性。改變EJ1(EJ2)可以改變壓力繼電器的靈敏度，而改變EJ1(同時(shí)也改變EJ2)的大小，則可以改變壓力設(shè)定值。
功率驅(qū)動(dòng)部分對(duì)交流負(fù)載略有不同。對(duì)交流負(fù)載的驅(qū)動(dòng)電路由電阻R15、二極管D1和雙向可控硅被觸發(fā)主電路導(dǎo)通；當(dāng)鎖存電路輸出低電平時(shí)，可控硅被觸發(fā)主電路導(dǎo)通；當(dāng)鎖存器輸出低電平時(shí)，可控硅截止，主電路關(guān)斷。直流驅(qū)動(dòng)電路由電阻R15、三極管3DG12和直流小繼電器組成，其它動(dòng)作順序與交流負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路相同。(可控硅SID)。
參照?qǐng)D2，交流型電源由變壓器、整流橋堆、集成穩(wěn)壓塊7808和7805及電容C2～C4構(gòu)成?？梢暂敵龅筒ǘ鹊闹绷鳎?V和＋5V電壓供主電路使用。輸入為220V。其連結(jié)分別與主電路的a、b、c抽頭對(duì)應(yīng)相接。
參見圖1，直流型電源電路，由電容C2～C4和集成穩(wěn)壓塊7812、7805和二極管D2構(gòu)成。輸入24V直流電壓，輸出＋12V和＋5V直流電壓，供主電路使用。
參見圖3，壓力設(shè)定與靈敏度設(shè)定電路由電阻R16～R19多圈線繞電位器W1和線繞電位器W2，及運(yùn)放器A4組成。其中R16、R19和W1構(gòu)成一分壓電路，適當(dāng)選擇R16，可以抵消差動(dòng)放大電路及傳感器部分的失調(diào)電壓，設(shè)定調(diào)壓范圍的零點(diǎn)(或下限)，選擇R19，可以確定調(diào)壓范圍的上限，使上、下限(或零點(diǎn))壓力對(duì)應(yīng)的電壓值分布在多圈電位器上，旋動(dòng)W1，其中間頭的電壓則可以在上、下限之間設(shè)定。R17、W2和R18也構(gòu)成一分壓電路，選定R17和R19可以確定靈敏度的上下限，而調(diào)節(jié)W2可以使靈敏度設(shè)定在上下限之間，其道理和壓力范圍設(shè)定一樣。在這兩個(gè)分壓電路之間，由運(yùn)放器A4接成一個(gè)射極跟隨器與兩者連接，它起隔離作用，使兩者可以相互獨(dú)立地調(diào)節(jié)而不發(fā)生干涉。
權(quán)利要求1.由交流(或直流)主電路，交流(或直流)電源電路，壓力設(shè)定和靈敏度設(shè)定電路組成的電子式壓力繼電器，其特征在于a.壓力設(shè)定和靈敏度設(shè)定電路的EJ1、EJ2接頭分別與交流(或直流)主電路的EJ1、EJ2相接；b.交流(或直流)電源電路的輸出端a、b、c分別與交流(或直流)主電路的a、b、c端相接。
2.按權(quán)利要求1描述的裝置，其特征在于該裝置的交流(或直流)主電路由壓力傳感器(1)、差動(dòng)放大(2)、濾波(3)、遲滯比較器(4)和功率驅(qū)動(dòng)(5)依次相接形成完整的電路。
3.按權(quán)利要求1描述的裝置，其特征在于該裝置由電容C2、C3、C4，二極管D2和集成穩(wěn)壓塊7812、7805組成的直流電源電路或全波整流器，電容C2、C3、C4和集成穩(wěn)壓塊7808、7805組成的交流型電源電路。
4.按權(quán)利要求1描述的裝置，其特征在于該裝置由線繞電位器W1、W2、運(yùn)算放大器A4及R16～R19組成的壓力設(shè)定和靈敏度設(shè)定電路。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種改進(jìn)的液壓系統(tǒng)常用的元件—壓力繼電器，特別適用于壓力大于63MPa的超高壓液壓系統(tǒng)。它由包括壓力傳感部分、差動(dòng)放大部分、濾波部分、遲滯比較部分、功率驅(qū)動(dòng)部分的主電路，壓力設(shè)定及靈敏度設(shè)定電路，交流型(直流型)電源電路組成。由于它把常規(guī)的機(jī)械式壓力繼電器改進(jìn)為電子式，因此，與常見壓力繼電器相比，具有無運(yùn)動(dòng)部件，無機(jī)械摩擦與損失，無油液泄漏等優(yōu)點(diǎn)，為液壓超高壓系統(tǒng)提供了一種理想的控制元件。
文檔編號(hào)H03K17/94GK2073196SQ9021386
公開日1991年3月13日 申請(qǐng)日期1990年5月30日 優(yōu)先權(quán)日1990年5月30日
發(fā)明者李耿立, 王森, 何鎖山 申請(qǐng)人:德州液壓機(jī)具廠